無線遠(yuǎn)程照明監(jiān)控系統(tǒng)
一、引言
道路照明是城市公共設(shè)施的重要組成部分，目前國內(nèi)的道路照明系統(tǒng)大部分沒有采用網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控管理，只能以區(qū)域?yàn)閱挝粚?duì)照明設(shè)備進(jìn)行簡單的開關(guān)燈控制，這樣的控制方法不能實(shí)時(shí)的獲得每盞路燈的狀況，也無法根據(jù)具體情況調(diào)整路燈亮度，不能有效的節(jié)省電能。
國內(nèi)多數(shù)城市路燈的開、關(guān)控制仍由每臺(tái)變壓器(配電箱)分散控制，很少有對(duì)路燈進(jìn)行單燈控制和監(jiān)控，這樣的控制方式缺乏靈活多變的操作系統(tǒng)。因此存在著以下4個(gè)的問題：
(1)系統(tǒng)復(fù)雜，難以統(tǒng)一管理。
(2)路燈覆蓋面廣，維護(hù)困難，維護(hù)力量嚴(yán)重不足，疲于應(yīng)付。路燈損壞情況不能及時(shí)掌握以及反饋，給快速維護(hù)帶來困維，同時(shí)給道路上行駛的人們帶來不便。
(3)開關(guān)控制效率低，用電浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。目前大部分城市燈光采用的是人工管理模式：一是使用人工開關(guān)燈控制，由工作人員在需要的地段和需要的時(shí)間，人工開關(guān)燈；二是使用機(jī)械鐘控開關(guān)燈控制方式，如果需要調(diào)整開關(guān)燈時(shí)間，則必須人工到各現(xiàn)場調(diào)整每一個(gè)機(jī)械時(shí)鐘控制器，工作難度大，造成開關(guān)燈時(shí)間不能及時(shí)變更，難以做到合理開關(guān)燈，用電浪費(fèi)嚴(yán)重。
(4)存在**隱患，無法快速掌握路燈運(yùn)行狀態(tài)，無**保障，統(tǒng)計(jì)困難。
道路照明路燈系統(tǒng)龐大復(fù)雜，對(duì)各種漏電、觸電、短路、跳閘，電纜和燈具被盜、破壞等現(xiàn)象不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，存在較大**隱患。也無法對(duì)整個(gè)系統(tǒng)每盞燈的電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)進(jìn)行每天統(tǒng)計(jì)，不能及時(shí)快速地掌握燈光系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。用阿爾泰的ZigBee模塊加GPRS模塊可輕松組建路燈照明控制系統(tǒng)，大大簡化工作難度，實(shí)現(xiàn)路燈狀況監(jiān)測及控制的智能化。
二、系統(tǒng)分析
2.1 系統(tǒng)組成
系統(tǒng)主要由三部分組成，包括：路燈控制終端、無線傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)管理中心。
路燈采集控制終端由**終端路燈控制監(jiān)控柜和二級(jí)終端組成，監(jiān)控柜包括工控機(jī)、電能測量單片機(jī)、多路控制板、監(jiān)控板；二級(jí)終端安裝在每盞燈里，包括電力載波模塊（EPCW）和輸入輸出接口板；路燈控制終端可實(shí)時(shí)監(jiān)控每盞路燈的亮滅情況、電能負(fù)荷狀態(tài)、燈桿損壞報(bào)警，漏電報(bào)警等功能。ZigBee中心節(jié)點(diǎn)則采用阿爾泰的ZigBee+GPRS模塊，中心節(jié)點(diǎn)收到的數(shù)據(jù)可以通過串口直接是輸出到服務(wù)器上（前端與服務(wù)器的距離較近）；還可有通過GPRS把其收到的數(shù)據(jù)發(fā)送的遠(yuǎn)端的服務(wù)器上，GPRS部分采用國際標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP通信協(xié)議，且兩種方式都是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸功能。省去了每個(gè)終端的GPRS模塊，只需要中心節(jié)點(diǎn)一個(gè)，節(jié)約了成本。數(shù)據(jù)管理中心主要實(shí)現(xiàn)的功能包括：1）主站計(jì)算機(jī)按設(shè)定好的經(jīng)緯時(shí)間曲線自動(dòng)控制全市路燈的開/關(guān)狀態(tài)，也可在主站手動(dòng)控制任意的**終端和二級(jí)終端的開/關(guān)狀態(tài)。2）自動(dòng)巡測或隨機(jī)檢測各個(gè)終端亮燈率、電壓、電流、功率因數(shù)、有功和頻率等工作參數(shù)，在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)只要終端有變化，它便立即將變化數(shù)據(jù)向主站傳輸，無須主站巡檢。3）對(duì)各個(gè)終端開/關(guān)狀態(tài)、故障和報(bào)警等信息的獲取，保證系統(tǒng)有效正常地運(yùn)行。
2.2 系統(tǒng)拓?fù)鋱D及功能分析
上圖為路燈照明的拓?fù)鋱D，其功能描述如下：
1、對(duì)整條線路進(jìn)行統(tǒng)一開關(guān)控制（線控），對(duì)單燈進(jìn)行獨(dú)立控制（點(diǎn)控）
2、根據(jù)光照變化，控制路燈的開關(guān)（光控），根據(jù)預(yù)定時(shí)間表，控制路燈開關(guān)（時(shí)空）；監(jiān)控中心人工控制路燈開關(guān)。
3、當(dāng)監(jiān)控終端發(fā)現(xiàn)有告警時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)出故障的有關(guān)參數(shù)。
4、當(dāng)監(jiān)控終端出現(xiàn)異常時(shí)，可以接受控制中心的遠(yuǎn)方復(fù)位，初始化監(jiān)控終端，重新運(yùn)行，提高系統(tǒng)可靠性。
5、當(dāng)檢測到停電、白天亮燈、夜晚滅燈、電纜被盜等故障時(shí)，自動(dòng)向控制中心發(fā)出警報(bào)，從而保證故障響應(yīng)的實(shí)時(shí)性。